内容正文:
7 动能和动能定理
动能的表达式到底是怎样的?
汽车动能变化的原因是什么?
1.理解动能的概念,知道动能的表达式。(重点)
2.理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用条件。(重点)
3.掌握应用动能定理解题的步骤,并会用动能定理解题。(难点)
【 1.探究动能的表达式】
任务:设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2,如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力F 对物体做功的表达式。
推导:根据牛顿第二定律
问题思考:“ ”很可能是一个具有特殊意义的物理量,为什么这样说?通过上节课的探究,是否也印证了你的观点?
一、动能的表达式
1.定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。
2.表达式:
3.单位:焦(J)
4.说明:(1)动能是标量,只有大小没有方向。
(2)动能只有正值,没有负值。
(3)动能是状态量,具有瞬时性。
(4)动能具有相对性。
【探究归纳】
洪水的动能
学以致用1.下列几种情况中,甲、乙两物体的动能
相等的是( )
A.甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍
B.甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍
C.甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍
D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动
CD
学以致用2.质量一定的物体( )
A.速度发生变化时,动能一定发生变化
B.速度发生变化时,动能不一定发生变化
C.速度不变时,动能一定不变
D.动能不变时,速度一定不变
BC
二、动能定理
力(合外力)在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,这个结论叫做动能定理。
表达的是什么意思?
【2.探究动能定理的内涵】
合外力的总功
末状态动能
初状态动能
对应着一个过程
某一过程(始末状态)状态量的变化量
【探究归纳】
对动能定理的理解
1.动能定理中的功是合外力做的总功
总功的求法:
(1) W合= F合l cos(为合外力与运动方向的夹角)
(2) W合=W1+W2 +…+ Wn
2.合外力做正功,动能增加;合外力做负功,动能减少。
3.适用范围:既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于单个物体,也适用于一个系统。
【探究归纳】
学以致用3.关于功和物体的动能变化的关系,不正确
的说法是( )
A.有力对物体做功,物体的动能就会变化
B.合力不做功,物体的动能就不变
C.合力做正功,物体的动能就增加
D.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少
A
学以致用4. 如图所示,在高为H的平台上以初速度v0抛
出一质量为m的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出
点的竖直距离为h的B点时,小球的动能增量为( )
A.
B.
C.
D.
D
m
例1.一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力。
FN
解:①常规方法
②动能定理法
例2.一辆质量为m,速度为v0的汽车,关闭发动机后在水平地面滑行了距离l后停下来,试求汽车受到的阻力。
提示:比较本题与上一题的区别?
投影展示学生的解答,指导学生正确地书写解答过程。
总结:动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,而只与物体的初末状态有关, 因此用它处理问题有时比较方便。
三、应用动能定理解题的步骤:
(1)明确研究对象及所研究的物理过程。
(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。
(4)求解方程、分析结果。
(3)确定始、末状态的动能(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程W总=Ek2—Ek1。
1.动能:物体由于运动而具有的能量。
2.动能定理:
合外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。
1.一个小球从高处自由落下,则球在下落过程
中的动能( )
A.与它下落的距离成正比
B.与它下落距离的平方成正比
C.与它运动的时间成正比
D.与它运动时间的平方成正比
AD
BC
2.(2012·广东高考)如图所示是滑道压力测试的示意图,
光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力
传感器,其示数N表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面
上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有
( )
A.